功率损耗和温度的估算
电感温升与损耗的计算公式
电感温升与损耗的计算公式电感温升和损耗的计算是在电感元件中流过电流产生的，这些计算可以通过欧姆定律和功率公式来完成。
首先，我们需要了解一些基本公式和定义：1.欧姆定律：欧姆定律描述了电流，电压和电阻之间的关系。
根据欧姆定律，电流等于电压除以电阻。
其数学公式为：I=V/R，其中I代表电流，V代表电压，R代表电阻。
2.电压和电流的相位差：电流和电压之间可能存在相位差，即电流的波形与电压波形之间存在一定的时间差。
这可能是由于电感元件的自感导致的。
3.电感元件的功率公式：电感元件的功率可以通过电流和电压的乘积计算得到。
其数学公式为：P=I*V，其中P代表功率，I代表电流，V代表电压。
4.热损耗：电感元件中的电流会导致电感元件发热。
这种发热被称为热损耗。
热损耗可以通过电流的平方乘以电感元件的电阻来计算得到。
有了这些基本公式和定义，现在我们来讨论电感温升的计算。
电感温升的计算是通过计算热损耗来完成的。
热损耗可以通过电流的平方乘以电感元件的电阻来计算。
然而，由于电感元件常常是线圈，因此电感元件的电阻通常较小，难以直接测量。
因此，我们可以通过另一种方法来计算电感温升。
在实际中，我们经常使用工作曲线法来计算电感温升。
该方法通过测量电感元件的温度随时间的变化来计算电感温升。
具体步骤如下：1.将电感元件连接到一个电源上，并让电流通过电感元件。
在这个过程中，要注意保持电压和电流的稳定。
2.使用一个温度计或热敏电阻来测量电感元件的温度。
将测得的温度与时间记录下来。
3.根据测得的温度随时间的变化曲线，我们可以估计电感元件的温升。
4.使用以下公式计算电感温升：ΔT=(T2-T1)/t，其中ΔT代表电感温升，T2代表最终测得的温度，T1代表初始温度，t代表测量时间。
除了使用工作曲线法外，我们还可以根据电感元件的额定参数来计算电感温升。
1.使用电感元件的额定电流以及其温升系数来计算电感温升。
温升系数是指在电流为额定电流时，每单位时间温度升高的比率。
变压器温度与损耗的关系曲线
变压器温度与损耗的关系曲线引言变压器是电力系统中常见的电力设备，用于变换交流电压和电流。
在变压器的运行过程中，温度是一个重要的参数，对其性能和寿命有着重要影响。
本文将探讨变压器温度与损耗之间的关系，并绘制出相应的关系曲线。
变压器基本原理变压器是基于法拉第电磁感应定律工作的电力设备。
它由两个或多个线圈（称为原边和副边）共享同一个磁路而组成。
当通过原边线圈的交流电流产生磁场时，这个磁场会感应出副边线圈中的电动势，从而使得副边产生交流电流。
根据能量守恒定律，在理想情况下，变压器输入功率等于输出功率。
然而，在实际运行中，变压器会有一定的损耗，包括铜损、铁损和附加损耗等。
变压器温度与损耗之间的关系变压器温度与损耗之间存在着密切的关系。
变压器损耗会导致其温度升高，而温度的升高又会进一步增加损耗。
这种相互作用会导致变压器在运行过程中产生热量，需要通过散热系统进行散热，以保持正常运行温度。
铜损铜损是变压器中最主要的损耗之一。
它是由于原边和副边线圈中电流通过导线时产生的电阻而引起的。
根据欧姆定律，电阻产生的功率损耗与电流的平方成正比。
因此，铜损与电流大小有关。
铜损可以通过下式计算：P copper=I2×R其中，P copper为铜损功率，I为电流大小，R为线圈的总电阻。
铁损铁损是由于变压器芯片中磁场变化引起的涡流和磁滞现象而产生的能量损耗。
涡流是由于磁场变化时，在芯片中感应出来的环形电流；而磁滞是由于芯片中磁场方向改变时所需的能量。
铁损可以通过下式计算：P iron=K×B2×f+P0其中，P iron为铁损功率，K为常数，B为磁感应强度，f为频率，P0为常数。
附加损耗除了铜损和铁损之外，变压器还存在其他一些附加损耗。
这些损耗包括机械摩擦、冷却系统能耗等。
附加损耗通常是由于变压器内部部件的摩擦、振动和磨损引起的。
温度与损耗关系曲线变压器温度与总损耗之间存在着一定的关系。
随着变压器温度的升高，其总损耗也会增加。
功率MOSFET的功率损耗公式
功率MOSFET的功率损耗公式
MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）是一种常用的功率器件，广泛
应用于各种电子设备中。
在工作过程中，MOSFET会产生一定的功率损耗，这些损耗大部分转化为热量，需要通过适当的散热手段进行散热，以保持
器件的正常工作温度。
因此，对功率损耗的准确计算和估算是至关重要的。
首先是导通损耗。
当MOSFET处于导通状态时，导通电流通过MOSFET
的导通电阻，导致功率损耗。
导通损耗可以使用以下公式进行计算：P_cond = I^2 * R_ds_on
其中，P_cond是导通损耗，单位为瓦特（W），I是MOSFET的导通电流，单位为安培（A），R_ds_on是MOSFET的导通电阻，单位为欧姆（Ω）。
其次是开关损耗。
当MOSFET从导通状态转为截止状态（或从截止状
态转为导通状态）时，会有一定的开关过程，这会产生开关损耗。
开关损
耗可以使用以下公式进行计算：
P_sw = 0.5 * V_ds * I * f_sw * (t_r + t_f)
其中，P_sw是开关损耗，单位为瓦特（W），V_ds是MOSFET的漏极-
源极电压，单位为伏特（V），I是MOSFET的导通电流，单位为安培（A），f_sw是开关频率，单位为赫兹（Hz），t_r是MOSFET的上升时间，单位为秒（s），t_f是MOSFET的下降时间，单位为秒（s）。
综上所述，功率MOSFET的功率损耗公式包括导通损耗和开关损耗两
个主要部分，分别计算了MOSFET在导通状态和开关状态时的功率损耗。
通过准确计算和估算功率损耗，我们可以更好地设计和优化电路，确保MOSFET的正常工作和可靠性。
干货 一文搞懂IGBT的损耗与结温计算
与大多数功率半导体相比，IGBT 通常需要更复杂的一组计算来确定芯片温度。
这是因为大多数IGBT 都采用一体式封装，同一封装中同时包含IGBT 和二极管芯片。
为了知道每个芯片的温度，有必要知道每个芯片的功耗、频率、θ 和交互作用系数。
还需要知道每个器件的θ 及其交互作用的psi 值。
本应用笔记将简单说明如何测量功耗并计算二极管和IGBT 芯片的温升。
损耗组成部分根据电路拓扑和工作条件，两个芯片之间的功率损耗可能会有很大差异。
IGBT 的损耗可以分解为导通损耗和开关（开通和关断）损耗，而二极管损耗包括导通和关断损耗。
准确测量这些损耗通常需要使用示波器，通过电压和电流探针监视器件运行期间的波形。
测量能量需要用到数学函数。
确定一个开关周期的总能量后，将其除以开关周期时间便可得到功耗。
图 1. TO−247 封装，显示了IGBT 芯片（左）和二极管芯片（右）图 2. IGBT 开通损耗波形将开通波形的电压和电流相乘，即可计算出该周期的功率。
功率波形的积分显示在屏幕底部。
这就得出了IGBT 开通损耗的能量。
功率测量开始和结束的时间点可以任意选择，但是一旦选定了一组标准，测量就应始终遵循这些标准。
IGBT导通损耗图 3. IGBT 传导损耗波形导通损耗发生在开通损耗区和关断损耗区之间。
同样应使用积分，因为该周期内的功率并不是恒定的。
图 4. IGBT 关断损耗波形开通、导通和关断损耗构成了IGBT 芯片损耗的总和。
关断状态损耗可以忽略不计，不需要计算。
为了计算IGBT 的总功率损耗，须将这三个能量之和乘以开关频率。
IGBT 损耗必须使用阻性负载或在负载消耗功率的部分周期内进行测量。
这样可消除二极管导通。
图 5. 二极管导通损耗波形FWD反向恢复图 6. 二极管反向恢复波形图 5 和图 6 显示了二极管在整流器或电抗模式下工作期间的电流和电压波形。
二极管损耗的计算类似于IGBT 损耗。
需要了解的是，损耗以半正弦波变化。
电气设备发热量的估算及计算方法
高压柜、低压柜、变压器的发热量计算方法变压器损耗可以在生产厂家技术资料上查到（铜耗加铁耗）；高压开关柜损耗按每台200W估算；高压电容器柜损耗按3W/kvar估算；低压开关柜损耗按每台300W估算；低压电容器柜损耗按4W/kvar估算。
一条n芯电缆损耗功率为：Pr=(nI2r)/s，其中I为一条电缆的计算负荷电流（A），r为电缆运行时平均温度为摄氏50度时电缆芯电阻率（Ωmm2/m，铜芯为0.0193，铝芯为0.0316），S为电缆芯截面（mm2）；计算多根电缆损耗功率和时，电流I要考虑同期系数。
上面公式中的"2"均为上标，平方。
一、如果变压器无资料可查，可按变压器容量的1~1.5%左右估算；二、高、低压屏的单台损耗取值200~300W，指标稍高（尤其是高压柜）；三、除设备散热外，还应考虑通过围护结构传入的太阳辐射热。
主要电气设备发热量电气设备发热量继电器小型继电器0.2~1W中型继电器1~3W励磁线圈工作时8~16W功率继电器8~16W灯全电压式带变压器灯的W数带电阻器灯的W数+约10W控制盘电磁控制盘依据继电器的台数,约300W程序盘主回路盘低压控制中心100~500W高压控制中心100~500W高压配电盘100~500W变压器变压器输出kW(1／效率-1) (KW)电力变换装置半导体盘输出kW(1／效率-1) (KW)照明灯白炽灯灯W数放电灯 1.1X灯W数假设变压器为1000KVA，其有功输出为680KW，则其效率大致为680/850=0.8，根据上述计算损耗的公式，该变压器的损耗为680*（1/0.8-1)=170KW变压器的热损失计算公式:△Pb=Pbk+0.8Pbd△Pb-变压器的热损失(kW)Pbk-变压器的空载损耗(kW)Pbd-变压器的短路损耗(kW)具体的计算方法：一、 发电机组发热量发电机组的散热量主要来自于两个方面，一是发电机组的盖板传热和机壳围护结构传热，另一是发电机组的冷却循环风的漏风所带来的热量。
(仅供参考)冷却器的计算公式
(仅供参考)冷却器的计算公式风冷却器的精确选型方法方法一：功率损耗计算法（最精确的方法）测算现有设备的功率损失，利用测量一定时间内油的温升，从而根据油的温升来计算功率损失。
通常用如下方法求得：PV =△T*C油*ρ油*V/t/60[KW] PV 功率损耗[KW] △T 系统的温升[℃] C油当量热容量[KJ/L]，对于矿物油：1.88KJ/KGK ρ油油的密度[KG/L]，对于矿物油：0.915KG/L V 油箱容量[L] t 工作时间[min] 例：测量某一液压系统在20分钟内油温从20℃上升到45℃，油箱容量为100L。
产生的热功率为：PV = 25*1.88*0.915*100/20/60 =3.58[KW] 然后按系统正常工作的最佳期望油温来计算当量冷却功率：P01= PV / （T1-T2）*η[KW/℃] P01 当量冷却功率T1 期望温度T2 环境温度η安全系数，一般取1.1 假如该系统的最佳期望油温为55℃，当时的环境温度为35℃ P01 =3.58*1.1/（55-35）=1.97[KW/℃] 最后按当量冷却功率来选择所匹配的冷却器。
方法二：发热功率估算法（最简单的方法）一般取系统总功率的1/3作为冷却器的冷却器功率。
方法三：流量计算法（最实用的方法）A．用于回油管路冷却Q=L*S*ηS =A1/A2 B．用于泻油管路或独立冷却回路冷却Q =L*η式中Q 冷却器的通过量[L/min] L 油泵的吐出量[L/min] S 有效面积比A1油缸无杆腔有效面积A2油缸有杆腔有效面积η安全系数（1.5 ~ 2），一般取1.8，液压油黏度越大则安全系数越大。
对于需要配置或改装液压冷却系统的机动车辆，计算出液压系统单位时间内的热损耗，即系统的发热功率Pv，然后结合你需要的油温期望值T1，对照风冷却器的当量冷却功率P1曲线图，选择与之匹与的型号。
这是普遍使用的计算方法。
必须注意，在测定系统单位时间内油的温升时，要区分是否有冷却器在工作，该文所指的工况是系统没有冷却器时油的温升。
损耗公式
1、变压器损耗计算公式(1)有功损耗：ΔP=P0+KTβ2PK -------(1)(2)无功损耗：ΔQ=Q0+KTβ2QK -------(2)(3)综合功率损耗：ΔPZ=ΔP+KQΔQ ----(3)Q0≈I0%SN，QK≈UK%SN式中：Q0——空载无功损耗(kvar)P0——空载损耗(kW)PK——额定负载损耗(kW)SN——变压器额定容量(kVA)I0%——变压器空载电流百分比。
UK%——短路电压百分比β——均匀负载系数KT——负载波动损耗系数QK——额定负载漏磁功率(kvar)KQ——无功经济当量(kW/kvar)2.上式计算时各参数的选择前提：(1)取KT=1.05;(2)对城市电网和产业企业电网的6kV～10kV降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量KQ=0.1kW/kvar;(3)变压器均匀负载系数，对于农用变压器可取β=20%;对于产业企业，实行三班制，可取β=75%;(4)变压器运行小时数T=8760h，最大负载损耗小时数：t=5500h;(5)变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK、I0%、UK%。
线路电能损耗计算方法A1 线路电能损耗计算的基本方法是均方根电流法，其代表日的损耗电量计算为：ΔA=3 Rt10-3 (kW?h) (Al-1)Ijf = (A) (Al-2)式中ΔA——代表日损耗电量，kW?h；t——运行时间(对于代表日t＝24)，h；Ijf——均方根电流，A；R——线路电阻，n；It——各正点时通过元件的负荷电流，A。
当负荷曲线以三相有功功率、无功功率表示时：Ijf= = (A) (Al-3)式中Pt ——t时刻通过元件的三相有功功率，kW；Qt——t时刻通过元件的三相无功功率，kvar；Ut——t时刻同端电压，kV。
A2 当具备平均电流的资料时，可以利用均方根电流与平均电流的等效关系进行电能损耗计算，令均方根电流Ijf与平均电流Ipj(代表日负荷电流平均值)的等效关系为K(亦称负荷曲线形状系数)，Ijf=KIpj，则代表日线路损耗电量为：ΔA=3K2 Rt10-3 (kW?h) (A2-1)系数K2应根据负荷曲线、平均负荷率f及最小负荷率α确定。
纯电动汽车驱动电机损耗计算及温度特性分析
依据电磁场理论基础,搭建了电机二维有限元模型,基于损耗产 生机理,结合数值方法和有限元方法,分析计算了额定工况下电 机的铁芯损耗、绕组铜耗、永磁体涡流损耗,为后续电机温度场 仿真提供热源参数。依据计算流体动力学基本思想,基于流体力 学与传热学理论,简化了电机温度场求解物理模型和数学模型, 并给定了相应的求解边界条件。
仿真额定工况运行下电机的稳态和瞬态温度分布,获得了电机温 度分布规律。介绍了电机温升试验的目的和方法,搭建温升试验 平台进行电机温升试验,验证了样机理论计算和温度场仿真的合 理性。
对流传热系数是影响电机散热与温度分布的重要因素。结合压 力损失计算和对流传热系数求解的理论分析,仿真计算了水冷结 构、水道数目等结构参数的改变对电机流场和温度场的影响;对 比分析了冷却液流量为2~20ml、冷却介质为不同浓度乙二醇溶 液等物性参数的改变对电机流场和温度场的影响;探究了电机壳 体与定子铁芯的装配间隙对电机温升的影响,为后续电机冷却系 统的设计提供参考依据。
纯电动汽车驱动电机损耗计算及温度 特性分析
永磁同步电机具有体积小、功率密度高等优点,但其损耗密度大、 工作环境相对封闭、散热条件差。温度过高给电机的工作性能 及可靠性带来诸多不良影响,因此准确计算电机内各部件的损耗 和温度场分布,设计合理的冷却系统,将电机运行温度控制在安 全范围内具有重要意义。
本文以纯电动汽车用液冷永磁同步电机为研究对象,对电机主要 部件的损耗进行计算,并对温度特性进行了深入研究。准确计算 电机各部件的损耗是电机温升分析的首要条件。
能量传输过程损耗计算公式
能量传输过程损耗计算公式能量传输是指能量从一个物体传递到另一个物体的过程。
在这个过程中，能量会发生损耗，即部分能量会转化为其他形式的能量，比如热能或者声能。
在工程和科学领域中，对能量传输过程中的损耗进行准确的计算和分析是非常重要的。
因此，有一系列的公式可以用来计算能量传输过程中的损耗。
本文将介绍一些常用的能量传输过程损耗计算公式，并对其进行详细的解释和应用。
1. 电能传输损耗计算公式。
在电力系统中，电能的传输是一种常见的能量传输过程。
在电能传输过程中，会发生一定的损耗，主要是由于电阻、电感和电容等元件的存在。
电能传输损耗可以通过下面的公式进行计算：P = I^2 R。
其中，P表示电能传输损耗，单位为瓦特（W）；I表示电流，单位为安培（A）；R表示电阻，单位为欧姆（Ω）。
这个公式说明了电能传输损耗与电流的平方成正比，与电阻成正比。
因此，要减小电能传输损耗，可以通过降低电流或者减小电阻来实现。
2. 热能传输损耗计算公式。
在热能传输过程中，热能会从高温物体传递到低温物体，这个过程中也会发生一定的损耗。
热能传输损耗可以通过下面的公式进行计算：Q = k A (T1 T2) / d。
其中，Q表示热能传输损耗，单位为焦耳（J）；k表示热传导系数，单位为瓦特/米·开尔文（W/m·K）；A表示传热面积，单位为平方米（m^2）；T1和T2分别表示高温和低温物体的温度，单位为开尔文（K）；d表示传热距离，单位为米（m）。
这个公式说明了热能传输损耗与热传导系数、传热面积、温度差和传热距离成正比。
因此，要减小热能传输损耗，可以通过增大传热面积或者减小传热距离来实现。
3. 功率传输损耗计算公式。
在机械传动系统中，功率的传输是一种常见的能量传输过程。
在功率传输过程中，会发生一定的损耗，主要是由于摩擦、振动和噪音等因素的存在。
功率传输损耗可以通过下面的公式进行计算：P_loss = f F v。
其中，P_loss表示功率传输损耗，单位为瓦特（W）；f表示摩擦系数，无单位；F表示受力，单位为牛顿（N）；v表示速度，单位为米/秒（m/s）。
200w电源模块的发热温度
200w电源模块的发热温度200W电源模块的发热温度是指在正常工作状态下，该电源模块产生的热量所导致的最高温度。
这个温度对于电源模块的安全性和可靠性非常重要，因为过高的温度可能导致电源模块损坏、降低效率甚至发生故障。
要了解200W电源模块的发热温度，需要考虑以下几个方面：1. 功率损耗：200W电源模块的发热主要来源于功率转换过程中的功率损耗。
这些功率损耗包括开关元件的导通和截止过程中的能量损耗、电源模块内部的线路阻抗引起的导线损耗、电源变压器的铜耗和铁耗等。
这些损耗会产生热量，从而使电源模块的温度上升。
2. 散热设计：200W电源模块的散热设计对于控制发热温度至关重要。
散热设计包括散热器的选择和布置、散热风扇的使用、电源模块的散热面积和导热材料的选择等。
优秀的散热设计可以将电源模块的温度维持在一个较低的范围内，提高其工作效率和寿命。
3. 环境温度：环境温度也对200W电源模块的发热温度产生影响。
如果周围环境的温度较高，电源模块的散热效果会下降，进而导致发热温度升高。
因此，在考虑电源模块发热温度时，需要考虑环境温度的因素。
根据以上因素，不同类型的200W电源模块的发热温度可能有所不同。
比如对于低压差线性稳压器电源模块，其发热量较低，一般工作温度在30-60摄氏度；而对于开关型电源模块，发热量较高，工作温度可能高达80-100摄氏度。
一般来说，在设计200W电源模块时，通常会进行详细的热分析和计算，确定电源模块在不同工作条件下的发热温度。
通过使用热敏元件和温度传感器，可以监测电源模块的温度，并根据需要进行散热设计的调整。
除了上述因素，还需要考虑电源模块使用的工作时间长短、负载状态、负载变化频率等因素对发热温度的影响。
例如，如果电源模块处于高负载状态，并且负载变化频率较高，那么电源模块的功率损耗和发热温度都会增加。
总结起来，200W电源模块的发热温度是由功率损耗、散热设计和环境温度等因素共同决定的。
高压变频器发热量估算方法
高压变频器发热量估算方法
高压变频器的发热量估算方法主要通过以下几个步骤：
1.确定变频器的额定功率：根据变频器的型号和技术参数，
确定其额定功率（单位为千瓦）。
2.计算变频器的负载功率：根据实际使用情况，计算变频器
的负载功率。
负载功率可以通过连接的电动机的额定功率乘以
变频器的输出功率因数来计算。
3.估计变频器的效率：对于高压变频器，其效率通常在90%
以上。
可以根据实际情况，选择合适的效率值。
4.计算变频器的损耗功率：变频器的损耗功率可以通过以下
公式计算：
损耗功率=负载功率/效率负载功率
该值表示变频器在运行过程中产生的内部损耗所消耗的功率。
5.估算变频器的发热量：变频器的发热量可以通过下面的公
式计算：
发热量=损耗功率×3.412
其中，发热量的单位为BTU（BritishThermalUnits，英国热量单位）。
6.转换单位：将发热量从BTU转换为瓦特或千瓦特，可以使用以下换算关系：
1BTU=0.2931瓦特=0.0002931千瓦特
由此可以得到变频器的发热量的瓦特或千瓦特值。
通过以上的步骤，我们可以估算出高压变频器的发热量。
需要注意的是，这只是一个大致的估算值，实际的发热量还会受到环境温度、散热方式等因素的影响。
在使用变频器过程中，应根据实际情况进行细致的测量和评估，以确保变频器的正常运行和散热。
功率损耗和温度的估算---英飞凌
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IGBT模块的损耗-小结
IGBT
导通损耗： 1）与IGBT芯片技术有关 2）与运行条件有关：与电流成正比，与IGBT占空比成正比，随Tj升高而增加。 3）与驱动条件有关：随Vge的增加而减小 开关损耗 1）与IGBT芯片技术有关 2）与工作条件有关：与开关频率、电流、电压成正比，随 Tj升高而增加。 3）与驱动条件有关：随Rg的增大而增大，随门极关断电压的增加而减小。
IGBT关断瞬间
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IGBT模块的损耗-FWD导通损耗
FWD的Vf-If特性曲线
Vf和If的关系可以用左图的近似线性法来表示：
Vf = U0 + Rd If
FWD的导通损耗：
Pf = d * Vf If，其中d 为FWD的导通占空比
Rd
模块规格书里给出了FWD的正向导通电压的特征 值：VF，及测试条件。 FWD正向导通电压的大小，与通过的电流（If） 和芯片的结温（Tj）有关。 英飞凌的IGBT模块规格书里给出了两个测试条件 下的正向导通电压特征值： 1）Tj=25C；2）Tj=125C。电流均为IF,NOM（模 块的标称电流）。
一个桥臂单元 一个模块
对于含整流桥的PIM，Rthch的换算可以按Rthjc之间的比例来算。
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IGBT模块的温度
当损耗以周期性脉冲形式（方波/正弦 半波）存在时，模块表现出热容性， 可用瞬态热阻抗Zthjc来表示。 Zthjc是一个时间变量（瞬态损耗持续 的时间）。时间越长，Zthjc值越大。 Zthjc的最大值就是Rthjc。 结温Tj的波动幅度与Zthjc有关， Zthjc值越大，Tj的波动幅度就越大。
如何计算IGBT的损耗和结温呢？
如何计算IGBT的损耗和结温呢？（IGBT）作为（电力电子）领域的核心元件之一，其结温Tj高低，不仅影响IGBT选型与设计，还会影响IGBT可靠性和寿命。
因此，如何计算IGBT的结温T j ，已成为大家普遍关注的焦点。
由最基本的计算公式T j =T a +R th(j-a) *Ploss可知，损耗Ploss和热阻R th(j-a) 是Tj计算的关键。
1. IGBT损耗Ploss计算基础知识图1 IGBT导通损耗和开关损耗示意图如上图1所示，IGBT的损耗Ploss主要分为导通损耗Pcond和开关损耗Psw两部分。
1.1 IGBT导通损耗PcondIGBT的导通损耗Pcond主要与（电流）I c 、饱和压降Vce和导通时间占空比D有关，如公式1所示：其中，电流I c (t)和占空比D(t)都是随时间变化的函数，而IGBT 饱和压降V ce (I c ,T j )，不仅与电流Ic大小，还与IGBT此时结温Tj相关，如下图2所示：图2 不同温度IGBT饱和压降示意图为简化计算，先将饱和压降V ce (I c ,T j )近似为Ic的线性函数V ce (I c )如公式2所示：其中，rT为近似曲线的斜率，即∆V ce /∆I c ，VT0为该曲线与X 轴的交点电压值。
图3 IGBT饱和压降随不同结温Tj的变化考虑到Vce与Tj近似线性的关系，如上图3所示，将Tj的影响因子加入公式（2），得到V ce (I c ,T j )饱和压降的线性函数，如公式（3）、（4）、（5）所示：其中，TCV和TCr分别为VT0和rT的温度影响因子，可根据25°C 和125°C（或150°C）两点温度计算而得。
基于上述思路，我们可以将IGBT的导通损耗Pcond计算出来。
1.2 IGBT开关损耗PswIGBT的开关损耗Psw主要与母线电压V cc 、电流I c 、开关频率f sw 、结温T j 、门级电阻Rg和回路电感Lce有关，如公式6所示：其中，Esw_ref为已知参考电压电流、门级电阻、温度Tj和回路电感下的损耗值，Ki为电流折算系数，Kv为电压折算系数，K(T j )为温度折算系数，K(R g )和K(L s )分别为门级电阻和回路电感的折算系数。
电缆电路功率损耗计算
电缆电路功率损耗计算概念解释：电缆电阻损耗：电缆本质上是一个导体，导体的电阻会导致电能转化为热能而损失。
电缆电阻损耗的计算可以通过欧姆定律来进行，即功率等于电流的平方乘以电阻值。
P=I^2*R其中，P为功率损耗，I为电流强度，R为电阻值。
电缆电感和电容损耗：电缆中的电感和电容元件会导致电能被储存或释放，而形成电路的动态响应，这种过程也会导致电能损失。
电缆电感和电容损耗的计算可以通过电感和电容的冲击方程来进行，即功率等于电流的平方乘以电感值或电容值的导数。
P=I^2*X其中，P为功率损耗，I为电流强度，X为电感或电容的值。
热交换损耗：电缆与周围环境的热交换会导致电能转化为热能而损失。
热交换损耗的计算可以通过热传导方程来进行，即功率等于温度差除以热电阻值。
P = (T1-T2)/Rth其中，P 为功率损耗，T1 和 T2 分别为电缆表面和周围环境的温度，Rth 为热电阻值。
实际计算中，通过综合考虑电缆电阻损耗、电感和电容损耗以及热交换损耗，可以得到整个电缆电路的功率损耗。
下面将分别介绍这三个部分的计算方法。
电缆电阻损耗的计算方法：1.计算电阻首先需要根据电缆的材料和几何尺寸计算出电缆的电阻。
电阻的计算通常可以通过下列公式进行：R=ρ*(L/A)其中，R为电阻，ρ为电阻率，L为电缆长度，A为电缆横截面积。
2.计算功率损耗通过欧姆定律可以得到电缆电阻损耗的公式：P=I^2*R其中，I为电缆中的电流强度。
电缆电感和电容损耗的计算方法：1.计算电抗电抗表示电缆内部的电感和电容反应电路变化的能力，可以通过下列公式进行计算：X=2*π*f*L/C其中，X为电缆内部的电抗，f为电流频率，L为电缆内部的电感，C为电缆内部的电容。
2.计算功率损耗通过电抗的冲击方程可以得到电缆电感和电容损耗的公式：P=I^2*X其中，I为电缆中的电流强度。
热交换损耗的计算方法：1.计算热电阻热传导方程中的热电阻可以通过下列公式进行计算：Rth = (T1 - T2) / P其中，Rth 为热电阻，T1 和 T2 分别为电缆表面和周围环境的温度，P 为电缆电路的总功率损耗。
变压器供电线路功率损耗的计算
变压器供电线路功率损耗的计算
1.变压器供电线路功率损耗概念：
2.变压器供电线路功率损耗计算的基本公式：
P=I^2*R
其中，P表示功率损耗，I表示电流，R表示电阻。
根据欧姆定律，电阻的计算公式为：
R=ρ*l/A
其中，R表示电阻，ρ表示电阻率，l表示导线的长度，A表示导线
的截面积。
综合以上公式，可以计算出变压器供电线路的功率损耗。
3.功率损耗的影响因素：
-导线的材质和截面积：导线的电阻与材质的导电性能和截面积有关，截面积越大，导线的电阻越小，功率损耗就越小。
-导线的长度：导线的长度越长，电阻就越大，功率损耗就越大。
-导线的电流：电流越大，电阻损耗就越大，功率损耗也就越大。
-导线的温度：导线的温度越高，导线抵抗就越大，功率损耗也就越大。
-变压器绕组的电阻：变压器绕组的电阻是功率损耗的重要组成部分，电阻越小，功率损耗也就越小。
4.功率损耗计算的步骤：
实际计算功率损耗时，可以按照以下步骤进行：
(1)确定导线的材质和截面积。
(2)确定导线的长度。
(3)确定变压器绕组的电阻。
(4)确定导线的电流。
(5)根据以上数据，计算出导线的电阻。
(6)根据电阻和电流，计算出功率损耗。
通过以上步骤，就可以计算出变压器供电线路的功率损耗。
在实际应用中，为了减小功率损耗，可以采取一些措施，比如选择适当的导线材质、增大导线的截面积、缩短导线的长度等。
总结：。
高速永磁同步电机的损耗分析与温度场计算
高速永磁同步电机的损耗分析与温度场计算一、概述高速永磁同步电机（HighSpeed Permanent Magnet Synchronous Motor, HSPMSM）作为现代工业自动化领域的关键设备，因其高效率、高功率密度和良好的控制性能，在航空航天、高速列车、电动汽车等重要领域得到广泛应用。
高速运行条件下，电机内部的热效应和温升问题成为限制其性能和可靠性的关键因素。
电机的损耗分析和温度场计算对于理解其热行为、优化设计以及确保运行安全至关重要。
本论文旨在对高速永磁同步电机的损耗和温度场进行系统分析。
将对电机的损耗类型进行分类，包括铁损、铜损和杂散损耗，并探讨各种损耗在高速运行条件下的变化规律。
将详细介绍基于有限元方法的电机温度场计算流程，涉及热生成、对流散热、热传导等关键物理过程。
通过实验验证和仿真结果对比，评估所提方法的有效性和准确性，为高速永磁同步电机的热管理提供理论依据和技术支持。
1. 高速永磁同步电机的发展背景和应用领域随着科技的不断进步和工业的快速发展，电机作为转换电能为机械能的核心设备，其性能的提升与技术的革新显得尤为重要。
高速永磁同步电机（HighSpeed Permanent Magnet Synchronous Motor,HSPMSM）作为现代电机技术的一个重要分支，凭借其高效、高功率密度、高转速和低维护等特性，在多个领域展现出了广阔的应用前景。
发展背景方面，随着全球能源危机的加剧和环境保护意识的提升，高效节能型电机成为了研究的热点。
高速永磁同步电机正是在这一背景下应运而生，它不仅继承了传统永磁同步电机的高效率特性，而且通过提高转速，进一步提升了能量转换效率和功率密度。
新材料、新工艺的不断涌现，也为高速永磁同步电机的设计与制造提供了更多的可能性。
应用领域方面，高速永磁同步电机已被广泛应用于风力发电、新能源汽车、航空航天、高速机床、压缩机等多个领域。
在风力发电中，高速永磁同步电机的高效性能和稳定性为风能的高效利用提供了保障在新能源汽车中，其高功率密度和快速响应特性使得车辆加速更加迅速和平稳在航空航天领域，其高转速和轻量化特点使得其在飞行器的动力系统中占据了重要地位。
热功率和温度的公式
热功率和温度的公式
热功率的计算公式是P=W/t，热功率是加热设备根据事物加热的时间和能量消耗的多少设计确定物理量，计算单位是KW，物理意义是单位时间所释放的能量。
热功率是指在一段电路上因发热而损耗的功率，其大小决定于通过这段导体中电流强度的平方和导体电阻R的乘积。
电功率是指输入某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压U和通过的电流强度I的乘积。
电热：Q=I^2Rt（通用）Q=（U^2/R）*t=UIt（纯电阻）
电功率：P=UI=I^2R=U^2/R
（I：电流,R：电阻,t：时间,Q：电热,P：电功率）
温度：看温度计吧..我才初中..才疏学浅
比热：吸、放热?
Q=cmt （c：比热容,m：质量,t：温度差）
单位均为国际电位
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power dissipation参数
power dissipation参数摘要：1.简介2.什么是功率损耗（Power Dissipation）3.功率损耗参数的作用4.功率损耗的计算方法5.影响功率损耗的因素6.如何降低功率损耗7.总结正文：功率损耗（Power Dissipation）是一个描述电子设备在运行过程中消耗电能并转化为热能的参数。
在电子设备的设计和制造过程中，了解和控制功率损耗非常重要，因为它关系到设备的稳定运行、寿命和效率。
本文将对功率损耗参数进行详细介绍。
首先，我们需要了解什么是功率损耗。
功率损耗是指电子设备在运行过程中，消耗电能并将其转化为热能的过程。
简单来说，当电流通过电子元件时，会产生热量，这个热量就是功率损耗。
过多的功率损耗会导致设备温度升高，影响设备的性能和寿命。
功率损耗参数的作用主要体现在以下几个方面：1.预测设备温度：通过计算功率损耗，可以预测设备在特定工作条件下的温度，从而为设备散热设计提供依据。
2.评估设备性能：功率损耗越小，说明设备的能量转换效率越高，性能越好。
3.选择合适的器件：根据设备的工作条件和性能要求，选择合适的电子元件，降低功率损耗。
功率损耗的计算方法主要有两种：1.欧姆定律法：根据设备的电流和电压，计算功率损耗。
公式为：P = I^2 * R，其中P 表示功率损耗，I 表示电流，R 表示电阻。
2.瓦特定律法：根据设备的功率和电流，计算功率损耗。
公式为：P = I * V，其中P 表示功率损耗，I 表示电流，V 表示电压。
影响功率损耗的因素主要有以下几点：1.电流：电流越大，功率损耗越大。
2.电压：电压越高，功率损耗越大。
3.电阻：电阻越大，功率损耗越大。
4.功率因数：功率因数越低，说明电流和电压之间的相位差越大，导致功率损耗增大。
5.工作温度：工作温度越高，设备的电阻和电导率会发生变化，从而影响功率损耗。
为了降低功率损耗，可以从以下几个方面着手：1.选择合适的材料和器件：选用高导电、低电阻的材料和器件，降低电阻损耗。
电机功率器件的结温估算
电机功率器件的结温估算一、引言电机功率器件的结温估算是电机设计中非常重要的一项工作。
结温是指功率器件在工作过程中的温度，它直接影响着功率器件的性能和寿命。
因此，准确估算电机功率器件的结温对于电机设计和运行具有重要意义。
二、功率器件的结温定义功率器件的结温是指器件内部结构的温度，也称为芯片温度。
它与器件外部的环境温度、散热条件以及功率器件自身的热阻等因素密切相关。
结温的高低直接影响功率器件的性能和可靠性。
三、结温估算的重要性准确估算功率器件的结温对于电机设计和运行具有重要意义。
首先，结温的高低直接影响功率器件的工作性能，如导通电阻、开关速度等。
其次，结温过高会导致功率器件的寿命缩短，甚至引发器件的故障。
因此，合理估算功率器件的结温可以帮助设计人员选择合适的散热方案，提高电机的可靠性和寿命。
四、结温估算方法4.1 热阻法热阻法是一种常用的结温估算方法。
它通过测量功率器件的功率损耗和外壳温度，结合功率器件的热阻参数，计算出功率器件的结温。
热阻法的优点是简单易行，但精度较低，适用于一些简单的电机设计。
4.2 有限元法有限元法是一种较为精确的结温估算方法。
它基于数值计算方法，通过建立功率器件的热传导模型，求解热传导方程，得到功率器件的温度分布。
有限元法的优点是精度高，适用于复杂的电机设计。
4.3 温升测试法温升测试法是一种实验方法，通过对功率器件进行连续工作，测量器件表面温度的升高，从而估算功率器件的结温。
温升测试法的优点是直接、准确，适用于各种类型的功率器件。
五、结温估算的影响因素5.1 散热条件功率器件的结温与散热条件密切相关。
散热条件好的情况下，功率器件的结温会较低；反之，散热条件差的情况下，功率器件的结温会较高。
因此，在电机设计中，需要合理选择散热方案，以提高功率器件的散热效果。
5.2 功率器件自身的热阻功率器件自身的热阻是指功率器件内部芯片与外壳之间的热阻。
热阻越大，功率器件的结温会越高。
因此，在电机设计中，需要选择热阻较小的功率器件，以提高电机的散热效果。
组件温度计算公式 环境温度
组件温度计算公式环境温度
组件温度的计算涉及多个因素，其中环境温度是其中一个重要的影响因素。
一般来说，组件温度可以通过以下公式进行估算：
组件温度 = 环境温度 + (功率热阻)。
其中，环境温度是指组件所处的环境的温度，通常以摄氏度（°C）或者华氏度（°F）表示。
功率是组件的功率消耗，通常以瓦特（W）为单位。
热阻则是组件和环境之间的热阻，通常以摄氏度每瓦特（°C/W）表示。
这个公式基于热传导的原理，即组件的温度取决于环境温度以及组件产生的热量与热阻之间的关系。
在实际应用中，还需要考虑到其他因素，比如空气流动情况、散热器的效率等，这些因素都会对组件温度产生影响。
另外，还有一些特定类型的组件，比如半导体器件，其温度计算可能会涉及到更复杂的公式，考虑到温度对器件性能和寿命的影响，可能需要考虑到温度对器件特性的影响等因素。
总之，组件温度的计算是一个复杂的问题，需要综合考虑多个因素，并且根据具体的应用场景选择合适的计算方法和模型。
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For internal use only
Page 8
Switching parameters
External gate resistor (RGext)
External gate resistor is what user can set, this value influence IGBT switching performance
For internal use only
Page 4
Voltage parameters
Saturation voltage (VCEsat)
VCEsat is specified at nominal current, both Tj=25℃ and 125℃ are given
Infineon IGBT are all positive temperature coefficient Good for paralleling
Minimum RGext for Driver capability
15 Vss I O max RO RGext RG int
If driver capability is not enough, IGBT switching performance will be For internal use only Page 10 seriously influenced
The minimum recommended Rgext is shown in the switching test condition
User can get different RGon and RGoff by a decoupling diode
R1
RGon R1 // R2 , RGoff R2
VCEsat value is totally at chip level, excluding lead resistance
For internal use only
Page 5
Voltage parameters
VCEsat increase with IC increasing
VCEsat increase with VGE decreasing
FWD also generates power losses because of：
1) Forward voltage – Vf in forward conduction (free-wheeling); 2) Reverse-recovery energy – Erec during the reverse-recovery transient; 3) Switch-on energy during the switch-on transient.
Page 13
Diode parameters
Surge capability (I2t)
This value define the surge current capability of diode, used to select input fuse. Fuse I2t value should be lower than diode I2t value, and action time should lower than 10ms, other wise derating should be applied We specified I2T value at Tj=125℃, if specified at Tj=25℃, I2t value can be much bigger. We can judge diode current capability from I2t.
Switching parameters
Eon, Eoff depend on IC, VCE, driver capability (VGE, IG, RG), Tj and stray inductance.
We assume that Eon/Eoff is in proportional with IC, and in certain range in proportional with VCE (20%)
This is just an example. There are a lot of circuit to realize it
R2
Minimum RGon is limited by turn on di/dt, minimum RGoff is limited by turn off dv/dt. Too small RG cause oscillation and may destroy IGBT For internal use only Page 9 and diode
For internal use only
C CGC CEC CGE E
Page 11
P Qg VGE f
P Cies 5 VGE f
2
G
Switching parameters
Switching losses (Eon, Eoff)
•Eon: 10%IC to 2%VCE
Vcesat，Eon，Eoff，Vf & Erec are characteristic values of IGBT and FWD chips. Different chip technologies present different Vcesat, Eon, Eoff, Vf & Erec values.
Eon Eon _ nom *
Eoff
IC
I C _ nom VCE _ test I V Eoff _ nom * C * CE I C _ nom VCE _ test
IGBT switching loss:
*
VCE
PSW f SW * ( Eon Eoff )
For internal use only
IGBT losses and thermal
IFX AIM
Zhou Yizheng
Power Loss of IGBT Modules
Power loss of an IGBT module comprises the loss of the chips & chipterminal connection. The main losses are from the IGBT & FWD. IGBT generates power loss because of:
VCE VT 0 RCE * I C
RCE
ΔIC RCE ΔVCE VT0
For SPWM control, the conduction losses is: Tangent point should set close to operating point
VCE VCE ( 2) VCE (1) I C I C ( 2) I C (1)
Switching parameters
Rgint limitation
15V
PWM
Ro
Rg _ ext
Rg _ int
Vss
Minimum RGext for IGBT
15 Vss 15 (15) RO RGext RG int RGext _ datasheet RG int
1) The saturation voltage – Vcesat in conduction state; 2) The switching energy – Eon & Eoff during switching transients; 3) The leakage current – Ices in blocking state.
Heatsink and TIM data, if heatsink is already choosen Application data
Which combination(s) of operating parameters will occure
¬ Switching frequency, modulation strategy ¬ Current: sinusoidal or distorted ? ¬ Power factor ¬ Overload conditions ? ¬ Fundamental frequency ¬ Modulation factor
Switching parameters
Gate charge (QG)
This value is specified at +/-15V, used to calculate driving power
Cies, Cres
Cies = CGE + CGC: Input capacitance (output shorted) Coss = CGC + CEC: Output capacitance (input shorted) Cres = CGC: Reverse transfer capacitance (Miller capacitance) Required gate power at switching frequency f:
For internal use only
Page 2
Values to calculate
Maximum virtual junction temperatures
¬ To compare with maximum Tvjop of device
Variation of virtual juction temperature with time